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Uma corda de 2 m de comprimento e presa nas extremidades vibra a uma taxa de 3 sobe-e-desce a cada segundo. O movimento resultante é uma onda estacionária com apenas um nó (além das extremidades), como na figura. Qual será a distância entre nós consecutivos se a corda passa a vibrar a 12 sobe-e-desce por segundo?
(A) 10 cm
(B) 25 cm
(C) 40 cm
(D) 50 cm
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há 11 meses

Respostas

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Ed Inteligência Artificial do Passei Direto Verified user icon

há 11 meses

Para resolver essa questão, precisamos entender como as ondas estacionárias funcionam em uma corda presa nas extremidades. 1. Comprimento da corda: 2 m (200 cm). 2. Vibrações iniciais: 3 sobe-e-desce por segundo, o que significa que a frequência inicial é de 3 Hz. 3. Vibrações finais: 12 sobe-e-desce por segundo, ou seja, a nova frequência é de 12 Hz. A relação entre a frequência (f), o comprimento de onda (λ) e a velocidade da onda (v) é dada pela fórmula: \[ v = f \cdot \lambda \] Como a velocidade da onda na corda não muda, podemos usar a relação entre as frequências e os comprimentos de onda. Quando a corda vibra a 3 Hz, a onda estacionária tem um nó no meio e dois ventres, o que significa que o comprimento da corda (2 m) é igual a 1 comprimento de onda (λ/2). Portanto, para 3 Hz: \[ \lambda_1 = \frac{200 \text{ cm}}{1} = 200 \text{ cm} \] Agora, quando a frequência aumenta para 12 Hz, a nova relação será: \[ v = 12 \text{ Hz} \cdot \lambda_2 \] Como a velocidade da onda permanece a mesma, podemos igualar as duas expressões: \[ 3 \text{ Hz} \cdot 200 \text{ cm} = 12 \text{ Hz} \cdot \lambda_2 \] Resolvendo para λ₂: \[ 600 = 12 \cdot \lambda_2 \] \[ \lambda_2 = \frac{600}{12} = 50 \text{ cm} \] Agora, a distância entre nós consecutivos em uma onda estacionária é metade do comprimento de onda: \[ \text{Distância entre nós} = \frac{\lambda_2}{2} = \frac{50 \text{ cm}}{2} = 25 \text{ cm} \] Portanto, a resposta correta é: (B) 25 cm.

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